CHIMIE

Le métal cuivre Cu, l’hydroxyde de
cuivre (II) Cu(OH)2, l’oxyde de cuivre (I)
Cu2O, l’oxyde de cuivre (II) CuO, le
sulfate de cuivre (II) CuSO4, 5H2O,
l’iodure de cuivre (I) CuI sont des représentants
de l’élément cuivre ; ils comportent
tous des noyaux contenant
vingt-neuf protons. Z(Cu) = 29.
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Doc. 13 Modèle de la vis tellurique.
Classification périodique des éléments
C’est le numéro atomique Z qui caractérise un élément chimique.
Tous les représentants d’un élément chimique ont le même nombre de
protons dans leur noyau.
Au cours des réactions chimiques, les différents éléments chimiques se
conservent.
Un corps simple est constitué d’un seul élément chimique.
4.2 Histoire de la classification des éléments
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COURS
L’inventaire des différents éléments chimiques connus a de tous temps paru nécessaire
aux chimistes. Ainsi, en 1787, A. L. de LAVOISIER, A. FOURCROY, L.-B. GUYTON
et C.-L. BERTHOLLET dressèrent la liste des trente-trois éléments chimiques connus
à leur époque, mais ils n’établirent pas de classement.
À la suite des travaux sur l’électrolyse de H. DAVY (découvreur du sodium et du
potassium en 1807, du calcium et du strontium en 1808), J.B. DÖBEIREINER, en 1817,
imagina le concept de triades basé sur les analogies de propriétés : alcalino-terreux
(Ca, Sr, Ba) d’abord, alcalins (Li, Na, K) et halogènes (Cl, Br, I) ensuite.
P. KREMERS franchit une nouvelle étape en montrant que des éléments pouvaient
appartenir à deux triades disposées perpendiculairement.
La notion de triade conduisit au concept de familles chimiques : alcalins, alcalinoterreux,
halogènes, puis chalcogènes (O, S, Se, Te) ou analogues de l’azote (N, P,
As, Sb, Bi), mais aussi à la notion de périodicité dans les propriétés chimiques des
éléments.
La première tentative moderne de classement est due à A. BÉRUYER DE CHANCOURTOIS
(1862). Pressentant que les propriétés des éléments reposaient sur la toute nouvelle
notion de masse atomique proposée par S. CANNIZARO (1858), il disposa les éléments
sur le long d’une hélice s’enroulant autour d’un cylindre de façon que les membres
d’une même famille se trouvent sur la même génératrice (doc. 19).
J. NEWLANDS (1865) proposa une nouvelle classification en rangeant, toujours par
masse atomique croissante, les éléments par famille au sein de sept groupes ; le
premier terme de chaque groupe étant à chaque fois l’un des éléments les plus légers
connus à l’époque (H, Li, Be, B, C, N et O). Chaque élément d’un groupe avait les
propriétés voisines des éléments situés sept cases avant et sept cases plus loin : d’où
l’appellation de «loi des octaves » qu’il choisit.
La classification périodique de D. MENDELEÏEV date de 1869.
Établie par ordre croissant des masses atomiques, elle rend compte de la périodicité
des propriétés chimiques des éléments et en particulier de leur valence
(cf. chap. 2). Pendant la même période, L. MEYER parvint à des conclusions voisines
en considérant les volumes atomiques.
D. MENDELEÏEV eut, en 1871, l’idée de modifier l’ordre de certaines masses atomiques
pour faire correspondre les propriétés d’un corps n’appartenant dans son
tableau initial à la même colonne. Ayant, et ce fut la grande originalité de sa démarche
scientifique, présupposé l’existence d’éléments encore inconnus, il laissa en outre
certaines places vacantes et prédit les propriétés des éléments correspondants
(doc. 20, page suivante).
La découverte, en 1875 par P. LE COQ DE BOISBAUDRAN, du gallium : élément de
masse atomique de 69,7 g . mol –1 , dont les propriétés correspondaient très exactement
à celles prévues par D. MENDELEÏEV (masse voisine de 71 et propriétés analogues
à celles de l’aluminium), puis celle du germanium par C. WINKLER en 1886
confirmèrent la validité de cette classification.
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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